(Phys.org) - Een paar onderzoekers van de Universiteit van Tokyo hebben een manier gevonden om de technologie voor scanning tunneling microscope (STM) te verbeteren, waardoor het nu mogelijk is om elektrische geleiding op individuele plaatsen op en tussen individuele atomen te meten. In hun paper gepubliceerd in Fysieke beoordelingsbrieven , Howon Kim en Yukio Hasegawa beschrijven de wijzigingen die ze hebben aangebracht en wat ze hebben gevonden met het onlangs verbeterde apparaat.

Een STM is in staat om beelden van materialen op atomaire schaal weer te geven door een naald te gebruiken met een punt die zo scherp is dat deze eigenlijk maar één atoom groot is. Om afbeeldingen te maken, meet het elektronen die van de punt naar een te bestuderen materiaal springen. Minder bekend is de mogelijkheid om een ​​STM-tip te gebruiken om materialen in studie aan te raken, om atomen te verplaatsen of de geleidbaarheid van een materiaal op atomaire schaal te meten - vanwege de binding die optreedt tussen de punt en atomen op het oppervlak van een ander materiaal. Maar de aanrakingstechniek is op een aantal problemen gestuit, het kan onbedoelde beweging van atomen veroorzaken of materiaaldeeltjes van nanogrootte achterlaten, die beide een monster kunnen besmetten. In deze nieuwe poging het onderzoeksduo vond een manier om de tip te stabiliseren, zodat geen van beide problemen optreedt.

Hun aanpak was om lood te gebruiken, zowel als tip voor de STM als als studiemateriaal. Ze vonden ook een manier om elektronische ruis en mechanische trillingen te verminderen - die combinatie stelde hen in staat om de geleiding van verschillende gebieden op een enkel atoom te meten - een primeur. Het maakte het ook mogelijk om geleidbaarheid buitengewoon dicht bij atomen en in de ruimtes te meten, of gaten die ontstaan ​​wanneer twee atomen elkaar raken.

Bij het gebruik van hun nieuwe en verbeterde STM, de onderzoekers vonden een hogere capaciteit bovenop een atoom dan tussen hen, als je van heel dichtbij studeert. Toen ze de punt het oppervlak lieten raken, dingen veranderden echter, geleiding bleek groter te zijn in de gaten, maar het varieerde per configuratie. Bijvoorbeeld, het was groter bij het meten van een gat waar drie atomen elkaar ontmoetten, dan toen het er nog maar twee waren. Ze geloven dat de verschillen verband houden met de chemische binding die optreedt.

De twee onderzoekers zijn vervolgens van plan om hun aangepaste STM te gebruiken om Cooper-paren te onderzoeken in lood dat voldoende is afgekoeld om het een supergeleider te laten worden.

© 2015 Fys.org